I ricercatori dell’Università del Texas di Austin hanno collaborato con l’azienda Smart Material Solutions Inc. del North Carolina per sviluppare un nuovo metodo per impedire alla polvere di attaccarsi alle superfici. Il risultato è la possibilità di rendere resistenti alla polvere molti tipi di materiali, dai veicoli spaziali ai pannelli solari alle finestre di casa. “Quello che abbiamo realizzato è una superficie in grado di pulirsi da sola”, ha dichiarato Chih-Hao Chang, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica Walker della Cockrell School of Engineering e autore principale dello studio. “Il particolato non è in grado di aderire alla superficie, quindi viene via con la sola forza di gravità”. Nei test, i ricercatori hanno ammassato la polvere sopra le loro superfici ingegnerizzate e poi hanno girato ogni superficie su un lato. Il risultato: solo il 2% circa della superficie è rimasto polveroso, rispetto a oltre il 35% di una superficie altrettanto liscia. I ricercatori affermano che la scoperta si riduce a cose che l’occhio umano non è in grado di rilevare. Negli esperimenti, il team ha alterato la geometria delle superfici piane per creare una fitta rete di strutture piramidali su scala nanometrica. Queste strutture spigolose e taglienti rendono difficile l’adesione delle particelle di polvere al materiale, che invece si attaccano l’una all’altra e rotolano via dal materiale per gravità. Queste strutture rappresentano una soluzione passiva, ovvero non richiedono energia o materiali aggiuntivi per rimuovere la polvere. A confronto con soluzioni più attive, come il parabrezza di un’auto, che richiede l’uso di tergicristalli e liquido per pulire la polvere.
La polvere spaziale
La ricerca è stata finanziata con una sovvenzione del programma Small Business Innovation Research della NASA; quindi, le prime applicazioni si concentrano sulla tecnologia spaziale. La polvere spaziale è particolarmente fastidiosa perché in quell’ambiente tutto diventa ad alto rischio e le condizioni rendono difficile la pulizia dalla polvere, infatti, proprio la polvere ha creato problemi alle missioni Apollo e ha causato il fallimento dei rover di Marte. Questa tecnologia potrebbe avere un enorme impatto anche sulla Terra. Potrebbe impedire ai pannelli solari di accumulare polvere e perdere efficienza nel tempo. Potrebbe proteggere le finestre e un giorno anche gli schermi digitali come quelli di telefoni e televisori. La tecnologia antipolvere esiste da decenni, ma non si è diffusa molto al di fuori dei laboratori a causa delle difficoltà di scalabilità. I ricercatori hanno utilizzato i concetti di fabbricazione chiamati nanocoining e nanoimprinting, che stampano modelli sugli oggetti in una versione modernizzata del modo in cui i giornali e le fotografie venivano prodotti in serie durante il 1800.
